一种极性/粘度同向荧光增强效应的探针及其制备方法和应用

本发明涉及食品品质检测，特别是指一种极性/粘度同向荧光增强效应的探针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、食用油中的总极性组分(tpm)主要由油脂在加工或储存过程中经历的氧化、水解以及聚合等化学反应所产生的物质构成，包括游离脂肪酸、这些极性组分的生成会对食用油脂的多项物理和化学性质产生显著影响，如油脂的粘度、极性、介电常数、颜色、折射率等，以及油脂的酸价、碘值、总羰基价、过氧化值等。这些变化不仅会影响油脂的加工和使用性能，也会对其储存稳定性和营养价值产生影响。荧光探针技术作为一种高效率、灵敏快速的分析方法，基于食用油极性和粘度与其极性组分之间的相关性，近年来已有不少科研工作者将其应用在食用油极性组分含量的检测中。

2、食用油的持续煎炸过程中，随着tpm含量的增多，油样微环境极性和粘度同步增大。已报道探针的荧光强度随着极性增大而猝灭，因此导致这种类型探针的荧光随着tpm的增大而减弱，为猝灭型荧光探针，导致检测灵敏度低，易受煎炸油基质和自发荧光干扰等问题，因此荧光猝灭型探针并不适合实际样品的检测。目前所报道的基于荧光探针的食用油tpm含量检测方法都是基于对油样极性(high-performance fluorescent sensor basedon cspbbr3quantum dots for rapid analysis of total polar materials in edibleoils[j].sensors and actuators b:chemical,2021,344:130193)或粘度(a novelemitter:sensing mechanical stimuli and monitoring total polar materials infrying oil[j].dyes and pigments,2020,174:108020)单一环境的响应检测，而基于油样极性和粘度双响应的荧光探针鲜有报道。此外，现有技术中常见的极性响应或粘度响应探针，荧光探针随着食用油中的极性增加而荧光猝灭，随着粘度的增加而荧光增强，形成一个抵消作用，从而导致检测灵敏度下降，无法用于tpm探针设计中。因此，利用食用油极性组分含量与其极性和粘度的相关性，设计极性和粘度双重响应的荧光探针有望进一步提升食用油tpm含量检测的灵敏度，但设计构建极性和粘度同向荧光增强型探针存在巨大的挑战。

技术实现思路

1、针对食用油tpm含量检测荧光探针的灵敏度低的技术问题，本发明提出了一种极性/粘度同向荧光增强效应的探针及其制备方法和应用。解决了常规的极性或粘度单响应探针灵敏度较低的问题；并且解决了常规极性和粘度双响应探针存在的探针荧光响度随着极性增大而猝灭，随着粘度增大而增强的双向荧光削弱作用，为开发极性和粘度同向荧光增强探针提供了有效的思路。食用油随着tpm组分的增大，在可见区的自发荧光逐渐上升，因此为了避免食用油自发荧光干扰，有效提升探针的灵敏度，因此需要探针具有较大的斯托克斯位移和近红外的发射。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种极性/粘度同向荧光增强效应的探针，结构式如下：

4、

5、上述探针的荧光强度随着极性和粘度微环境增大而同时增强。

6、上述极性/粘度同向荧光增强效应的探针的制备方法，步骤如下：将对二甲氨基苯甲醛和2-(2-甲基-4h-苯并吡喃-4-亚基)丙二腈在乙腈和哌啶的存在下，加热回流反应，经过滤、洗涤及纯化后得到探针。

7、具体合成路线如下：

8、

9、上述对二甲氨基苯甲醛与2-(2-甲基-4h-苯并吡喃-4-亚基)丙二腈的的摩尔比为1:(1.0-1.5)。

10、上述极性/粘度同向荧光增强效应的探针在食用油极性检测中的应用。

11、进一步地，包括如下具体步骤：

12、a.将探针溶于1,4-二氧六环中制得探针储备液；

13、b.将探针储备液加入到食用油中，在激发波长为570nm时，测量荧光强度；

14、c.通过将615nm处的荧光强度值带入荧光强度与食用油中极性组分含量的线性拟合曲线，可实现对食用油中极性组分含量定量测定。

15、进一步，上述步骤(a)中探针储备液的浓度为2.0mm。

16、上述步骤(b)中探针的终浓度为10μm。

17、进一步地，上述步骤(c)中当食用油为大豆油时，线性拟合曲线为i615nm＝21.30×tpm+497.33，r2＝0.9967；当食用油为色拉油时，线性拟合曲线为i615nm＝22.86×tpm+548.52，r2＝0.9940，其中，tpm为极性组分含量。

18、本发明产生的有益效果是：

19、(1)本发明利用二甲氨基苯甲醛和2-(2-甲基-4h-苯并吡喃-4-亚基)丙二腈合成了一种具有极性和粘度同向荧光增强效应的探针。在极性和粘度测试中，探针都呈现出了开启型荧光变化。探针具有较大的斯托克斯位移(135nm)，并且探针的长波激发和发射范围能够有效避开煎炸油自发荧光的干扰。随着环境粘度的增大，探针位于700nm处的荧光逐渐增强，同时当体系极性在一定范围内增大时，其荧光也能够实现开启，相比于一般“turnoff”型极性响应探针来说，探针呈现出优异的反溶剂化效应，适合用于极性和粘度双增强条件下的荧光检测。

20、(2)本发明利用煎炸油极性组分含量与其极性、粘度良好的正相关性，成功将探针应用到煎炸油极性组分含量的检测中，在1.1％-29.3％tpm大豆油和0.1％-27.5％tpm色拉油的检测中，探针在食用油中位于615nm处的红色荧光于其极性组分含量表现出了更高的线性相关性，线性相关性系数分别达到了0.9967和0.9940，使得探针检测的准确性得以提升。在市场采集油样的检测中，探针法与国标法和另一种商业检测仪(德图testo270)的检测结果之间都具有较好的相关性，证明了该探针对煎炸油极性组分含量的定量检测以及市场油样监管中的能力，有望成为一种评价食用油品质的快速初筛方法。

技术特征：

1.一种极性/粘度同向荧光增强效应的探针，其特征在于，结构式如下：

2.根据权利要求1所述的极性/粘度同向荧光增强效应的探针，其特征在于，所述探针的荧光强度随着极性和粘度微环境增大而同时增强。

3.权利要求1所述极性/粘度同向荧光增强效应的探针的制备方法，其特征在于，步骤如下：将对二甲氨基苯甲醛和2-(2-甲基-4h-苯并吡喃-4-亚基)丙二腈在乙腈和哌啶的存在下，加热回流反应，经过滤、洗涤及纯化后得到探针。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述对二甲氨基苯甲醛与2-(2-甲基-4h-苯并吡喃-4-亚基)丙二腈的的摩尔比为1:（1.0-1.5）。

5.权利要求1所述极性/粘度同向荧光增强效应的探针在食用油极性检测中的应用。

6.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述步骤（a）中探针储备液的浓度为2.0mm。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤（b）中探针的终浓度为10 µm。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤（c）中当食用油为大豆油时，线性拟合曲线为i615nm=21.30×tpm+497.33，r2=0.9967，其中，tpm为极性组分含量。

10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述步骤（c）中当食用油为色拉油时，线性拟合曲线为i615nm=22.86×tpm+548.52，r2=0.9940，其中，tpm为极性组分含量。

技术总结本发明属于食品品质检测技术领域，公开了一种极性/粘度同向荧光增强效应的探针及其制备方法和应用，用以进一步提高食用油TPM含量检测的灵敏度。本发明制备的探针结构式为：。随着环境极性和粘度的增大，探针都表现出开启型荧光变化，并且与极性和粘度都具有良好的相关性。在1.1%‑29.3%TPM的大豆油和0.1%‑27.5%TPM的色拉油中的检测中，极性组分含量与探针荧光强度的线性相关性达到了0.9967和0.9940，证明了探针对煎炸油极性组分含量的定量检测能力。此外，在市场采集油样的极性组分含量检测结果表明探针对于复杂未知的油样同样具有一定检测准确性，有望成为一种食用油品质的快速初筛方法，为后续开发更加灵敏高效的极性/粘度双响应荧光探针提供了新思路和灵感。技术研发人员：孙远强,时佳艺,屈凌波,赵林萍,苗银萍,曾小宇,李宁,许洪超受保护的技术使用者：郑州大学技术研发日：技术公布日：2024/12/2